[發(fā)明專利]基于迭代學(xué)習(xí)的深孔加工深度優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107798180B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅明;韓策;張定華;吳寶海
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/04
• 代理公司: 61204 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明公開了一種基于迭代學(xué)習(xí)的深孔加工深度優(yōu)化方法，用于解決現(xiàn)有深孔加工深度優(yōu)化方法實用性差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是首先基于經(jīng)典切削力經(jīng)驗公式建立切削力預(yù)測模型，然后在深孔加工循環(huán)過程中，每完成一個加工循環(huán)即根據(jù)實測鉆削力數(shù)據(jù)修正模型系數(shù)，并更新預(yù)測的加工深度，實現(xiàn)模型的迭代學(xué)習(xí)過程，不斷提高模型的預(yù)測精度；最后利用學(xué)習(xí)后的模型優(yōu)化加工深度，得到最終優(yōu)化結(jié)果。本發(fā)明利用深孔加工循環(huán)通過迭代學(xué)習(xí)方法實時修正模型系數(shù)，不斷提高模型預(yù)測精度，使之保持與真實加工過程相吻合，解決了現(xiàn)有基于解析模型的深孔加工深度優(yōu)化方法預(yù)測精度不足的問題，實用性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種深孔加工深度優(yōu)化方法，特別涉及一種基于迭代學(xué)習(xí)的深孔加工深度優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

文獻(xiàn)“Modeling Chip-Evacuation Forces and Prediction of Chip-Cloggingin Drilling,Journal of Manufacturing Science&Engineering,2002,Vol124(3),p605-614”公開了一種基于鉆削力模型的深孔鉆削深度優(yōu)化方法，該方法對深孔鉆削過程中鉆桿的受力情況進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上建立了鉆削軸向力和扭矩隨鉆削深度變化的解析模型，并結(jié)合模型系數(shù)標(biāo)定試驗通過模型預(yù)測了深孔鉆削過程中鉆桿發(fā)生斷裂時的鉆削深度，優(yōu)化了深孔鉆削深度。該方法基于理論模型，結(jié)合模型系數(shù)標(biāo)定試驗，能夠在進(jìn)行深孔鉆削前預(yù)測最大鉆削深度，為深孔鉆削深度的設(shè)定提供了一種有效方法。然而，文獻(xiàn)所述方法的建模過程基于大量前提假設(shè)，導(dǎo)致模型精度不足；模型系數(shù)通過不同切削參數(shù)下的試驗數(shù)據(jù)擬合得到，直接用于預(yù)測難以與真實加工過程吻合，不能隨加工過程實時調(diào)整從而提高模型預(yù)測精度。這兩方面原因造成該方法對深孔鉆削深度的預(yù)測誤差較大，導(dǎo)致采用該方法優(yōu)化后的鉆削深度超過理論最大鉆削深度而發(fā)生斷刀，或距理論最大鉆削深度較遠(yuǎn)而加工效率低下。此外，該模型只能用于特定幾何特征的鉆削刀具，適用性不強(qiáng)，導(dǎo)致該方法在生產(chǎn)實踐中難以推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有深孔加工深度優(yōu)化方法實用性差的不足，本發(fā)明提供一種基于迭代學(xué)習(xí)的深孔加工深度優(yōu)化方法。該方法首先基于經(jīng)典切削力經(jīng)驗公式建立切削力預(yù)測模型，然后在深孔加工循環(huán)過程中，每完成一個加工循環(huán)即根據(jù)實測鉆削力數(shù)據(jù)修正模型系數(shù)，并更新預(yù)測的加工深度，實現(xiàn)模型的迭代學(xué)習(xí)過程，不斷提高模型的預(yù)測精度；最后利用學(xué)習(xí)后的模型優(yōu)化加工深度，得到最終優(yōu)化結(jié)果。本發(fā)明利用深孔加工循環(huán)通過迭代學(xué)習(xí)方法實時修正模型系數(shù)，不斷提高模型預(yù)測精度，使之保持與真實加工過程相吻合，解決了現(xiàn)有基于解析模型的深孔加工深度優(yōu)化方法預(yù)測精度不足的問題，實用性好。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種基于迭代學(xué)習(xí)的深孔加工深度優(yōu)化方法，其特點是包括以下步驟：

步驟一、建立深孔加工切削力預(yù)測模型。在給定進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速的情況下，深孔加工中以加工深度為自變量的切削力經(jīng)驗?zāi)Ｐ捅磉_(dá)為

F(z)＝C·zⁿ

其中，F(xiàn)為深孔加工切削力，z為加工深度，模型系數(shù)C和n通過試驗數(shù)據(jù)擬合得到。

步驟二、設(shè)定初始加工深度，以該深度進(jìn)行孔加工試驗并采集加工過程的切向力數(shù)據(jù)。

步驟三、將試驗獲取的切向力信號按切削力經(jīng)驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行擬合，標(biāo)定模型系數(shù)。

步驟四、結(jié)合刀具制造廠商提供的刀具最大許用扭矩，計算出刀具最大許用切向力F_max。利用標(biāo)定后的模型計算最大加工深度

步驟五、利用推導(dǎo)得到的深孔加工深度的迭代學(xué)習(xí)公式